專利名稱：新型蒸發(fā)器及用其連續(xù)生產(chǎn)38－58%氯化鈣液的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種無機(jī)鹽化工生產(chǎn)工藝及其專用設(shè)備，特別涉及一種新型蒸發(fā)器及用其連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝。
目前，利用索爾維(Solvay)制堿廢液生產(chǎn)氯化鈣的工藝流程如下蒸氨廢液用泵打入澄清桶，含氯化鈣約8％～11％的原料液經(jīng)溢流管進(jìn)入儲(chǔ)桶，原料液用泵打入Ⅰ效蒸發(fā)器加熱濃縮至15～20％送至Ⅱ效，在Ⅱ效中進(jìn)行負(fù)壓蒸發(fā)至32～39％作為完成液送至除鹽系統(tǒng)，除鹽后采用Ⅲ效或Ⅳ效(有的采用其他類型的蒸發(fā)器)蒸發(fā)至含氯化鈣38～58％。但現(xiàn)有流程在Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室的液側(cè)都存在結(jié)垢問題。結(jié)疤將使換熱效率降低，能耗增加，而且不能連續(xù)生產(chǎn)，一般蒸發(fā)器只能運(yùn)行5～9天，生產(chǎn)效率低。以下三種傳統(tǒng)的解決方法也都存在著不同的缺點(diǎn)①采用兩臺(tái)蒸發(fā)器，開一備一。一臺(tái)結(jié)疤后停下來用機(jī)械方法清疤，開備用一臺(tái)。這種方法蒸發(fā)器結(jié)疤后傳熱效率逐漸下降，能耗增加，生產(chǎn)也不能連續(xù)穩(wěn)定，而且設(shè)備費(fèi)用增加。②采用加氯化鋇除去硫酸根的方法。垢的主要成分是硫酸鈣和少量的碳酸鈣等。氯化鋇的加入量過大會(huì)使產(chǎn)品有毒，加入量小仍會(huì)結(jié)垢。因此這種方法操作難度大，且生產(chǎn)成品成本大大增加。③采用大面積鹽田將原料液灘曬進(jìn)行自然蒸發(fā)。該方法需征用或租用大量的土地，故有一定的局限性，且灘曬至27°～33°Be′時(shí)鹵水中仍含有少量的垢組分，也會(huì)影響以后的蒸發(fā)速率。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種采用強(qiáng)制循環(huán)特殊進(jìn)液方式的多效或單效蒸發(fā)，既降低能耗，又降低產(chǎn)品成本，且Ⅰ效加熱室不結(jié)疤的新型蒸發(fā)器及用其連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下新型蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)是，預(yù)熱器(1)通過管路連接加熱室(2)，加熱室分別通過上、下循環(huán)管(3)和(4)連接分離室(5)，分離室通過管路連接冷凝器(6)，下循環(huán)管上裝著循環(huán)泵(7)，出液管上裝著出液泵(9)，蒸發(fā)器的加熱室傳熱部分用鈦材或不銹鋼薄壁波紋管或薄板材制作，上循環(huán)管(3)為由細(xì)變粗的變徑管構(gòu)成的倒U形管，下循環(huán)管的一端(循環(huán)液出口S8)從分離室的中心部位引出，原料液的進(jìn)液口設(shè)在上循環(huán)管的倒U形管下行側(cè)JS1處和下循環(huán)管(4)的下行段上部JS2處，分離室上部裝著除沫器，分離室下部為旋液分離器式結(jié)構(gòu)，分離室的底部設(shè)有完成液出口，完成液出口上裝著出液管。
上循環(huán)管(3)的U形管頂部距加熱室的出口S5處高1～9m，上循環(huán)管(3)的U形管粗細(xì)直徑比為1.5～2.5∶1，分離室進(jìn)液口S7距分離室上部的除沫器1.8～6.5m，進(jìn)液口以下容積是循環(huán)系統(tǒng)容積的55～95％，分離室容積比普通分離室大1.5～2倍，蒸發(fā)器的換熱面積約為135～155m2/萬噸氯化鈣。
采用新型蒸發(fā)器連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝是，采用低焓值蒸汽進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)以及特殊的進(jìn)液流程，其工藝流程如下①0.08～0.9Mpa的低焓值蒸汽(用細(xì)實(shí)線表示，全文同)從蒸發(fā)器加熱室(2)的S3口進(jìn)入加熱室的汽側(cè)，冷凝水(用細(xì)點(diǎn)畫線表示，全文同)從加熱室(2)的S4口流出；②預(yù)熱溫度在85℃以上、含氯化鈣濃度為8～30％的原料液(用粗實(shí)線表示，全文同)自上循環(huán)管(3)的倒U形管頂部下行側(cè)JS1處加入，經(jīng)上循環(huán)管(3)沖洗管內(nèi)析出物沿分離室(5)的切線方向進(jìn)入分離室內(nèi)閃發(fā)，原料液的預(yù)熱溫度低于85℃時(shí)從下循環(huán)管(4)的下行段上部進(jìn)液口JS2處加入，經(jīng)下循環(huán)管進(jìn)入加熱室加熱后再進(jìn)入分離室(5)內(nèi)閃發(fā)；③從分離室中心部位引出的循環(huán)料液(用粗虛線表示，全文同)用循環(huán)泵(7)從加熱室(2)的S6口打入加熱室的液側(cè)，經(jīng)加熱室換熱后從S5口流出，沿上循環(huán)管(3)經(jīng)U形管細(xì)段上行，再經(jīng)變徑后至粗段下行進(jìn)入蒸發(fā)器分離室(5)閃發(fā)，料液的循環(huán)速度為2～5m/s，循環(huán)量為30～1650m3/h；④開車時(shí)向蒸發(fā)系統(tǒng)加入料液的同時(shí)向系統(tǒng)加入溶垢媒劑，溶垢媒劑是除鹽工序的副產(chǎn)品鹽和濾液或其混合物約38％的Ⅱ效完成液；⑤料液在分離室內(nèi)經(jīng)閃發(fā)后的蒸汽(用點(diǎn)積線表示，全文同)經(jīng)頂部的除沫器(8)進(jìn)入冷凝器(6)，蒸汽遇循環(huán)水(用細(xì)虛線表示，全文同)冷凝體積迅速縮小，使分離室內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，即進(jìn)行真空蒸發(fā)(絕熱蒸發(fā))，真空度為0.05～0.095Mpa；⑥經(jīng)閃發(fā)后的完成液(用粗點(diǎn)畫線表示，全文同)從分離室底部的S9口流出，再由出液泵(9)送至除鹽系統(tǒng)，出液溫度為73～150℃，出液濃度為38～58％。
采用單效絕熱蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的新工藝，即低焓值蒸汽從加熱室(2)的S3口進(jìn)入加熱室的汽側(cè)，冷凝水從加熱室(2)的S4口流出，原料液自上循環(huán)管JS1處或下循環(huán)管JS2處加入，經(jīng)加熱蒸發(fā)后進(jìn)入分離室(5)閃發(fā)，經(jīng)閃發(fā)后的完成液從分離室底部的S9口流出，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
采用雙單效絕熱蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝，即經(jīng)單效絕熱蒸發(fā)后的完成液到除鹽系統(tǒng)將鹽和鈣液分離，鈣液再經(jīng)鈣液泵打入預(yù)熱器預(yù)熱后，再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
采用順流和平流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝。順流加熱蒸發(fā)是指原料液和蒸汽流向相同，都是第一效進(jìn)末效出的蒸發(fā)工藝。平流加料蒸發(fā)工藝是原料液分別加入各效，蒸汽仍由Ⅰ效流至末效的蒸發(fā)工藝。該工藝流程是經(jīng)預(yù)熱后濃度為8～30％、溫度為50～90℃的原料液同時(shí)從Ⅰ效泵的上部和Ⅱ效上循環(huán)管下行側(cè)進(jìn)入，經(jīng)Ⅰ效分離室閃發(fā)后的完成液和原料液混合后由Ⅰ效泵分別打入Ⅰ效加熱室和Ⅱ效分離室，從Ⅱ效分離室流出的循環(huán)液由Ⅱ效泵打入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室，經(jīng)加熱在上循環(huán)管與原料液混合后流入Ⅱ效分離室，經(jīng)Ⅱ效分離室閃發(fā)后的完成液經(jīng)出液泵打入除鹽系統(tǒng)，0.08～0.9Mpa的低焓值蒸汽從Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室進(jìn)入，Ⅰ效蒸發(fā)器分離室流出的蒸汽進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室，Ⅱ效分離室流出的蒸汽在Ⅱ效混合冷凝器冷凝，加熱室的冷凝水分別流入各效的疏水器；除鹽后的高鈣鹵水再經(jīng)鈣液泵打入預(yù)熱器預(yù)熱后，再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
采用預(yù)混并流相結(jié)合的多效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝，即原料液和Ⅱ效濃度為38°～45°Be′的含鹽鈣液在原料液儲(chǔ)桶內(nèi)預(yù)混合至26°～30°Be′，用原料液泵送入Ⅰ效蒸發(fā)器循環(huán)加熱到30°～36°Be′，再用Ⅰ效泵送入Ⅱ效蒸發(fā)器，在Ⅱ效蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)加熱濃縮到38°～45°Be′，用Ⅱ效出液泵送至除鹽系統(tǒng)，除鹽系統(tǒng)里的一部分濃縮液再返回原料液儲(chǔ)桶與原料液預(yù)混，另一部分高鈣鹵水經(jīng)預(yù)熱器再送入三段蒸發(fā)器加熱濃縮到48～58％，完成液送至后工序。
采用逆流加料并流閃發(fā)的多效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝。逆流加料蒸發(fā)是指原料液末效進(jìn)Ⅰ效出，而蒸汽Ⅰ效進(jìn)末效出的蒸發(fā)流程。并流閃發(fā)是指僅在Ⅰ效增加鈣液的顯熱，使之在Ⅱ效從新閃發(fā)。該工藝的流程是原料液進(jìn)入Ⅱ效分離室負(fù)壓蒸發(fā)至38°～45°Be′、溫度50～90℃，用循環(huán)泵將一部分循環(huán)液送入Ⅰ效加熱蒸發(fā)到38°～45°Be′、溫度120～145℃，Ⅰ效出液泵將合格液送至Ⅱ效分離室閃發(fā)，Ⅱ效的完成液40°～45°Be′送至除鹽系統(tǒng)，Ⅰ效加熱器必須送0.3～0.9Mpa或過熱蒸汽，二次汽進(jìn)鈣液預(yù)熱器且壓力必須控制在0.08Mpa以下，為平衡生產(chǎn)用汽，Ⅰ效加熱器經(jīng)疏水器閃發(fā)器進(jìn)Ⅱ效加熱器，壓力控制在0.15～0.3Mpa，除鹽后的高鈣鹵水經(jīng)預(yù)熱器后送至三段蒸發(fā)器加熱濃縮到48～58％，完成液送至后工序。
該工藝可用于板式換熱器，也可用于列管式換熱器。
板式換熱器蒸發(fā)器的換熱面積約為135m2/萬噸氯化鈣，動(dòng)力消耗為50～55KW/萬噸。
強(qiáng)制循環(huán)的波紋列管式蒸發(fā)器采用0.08～0.9Mpa的低品位熱能，換熱面積約為135～155m2/萬噸氯化鈣，動(dòng)力消耗為50～65KW/萬噸。
完成液各組分的含量如下CaCI2:38～58％、NaCI:1.2～5％SO42-:16～24mg/l、水不溶物0.08～0.1％、Ca(OH)2:0.25～0.28％。
除垢的原理除垢原理的核心是將少量的不溶性疤和大量的可溶性疤結(jié)合變?yōu)榭扇苄园獭９傅闹饕煞质荂aSO4、CaCO3、Ca(OH)2等，它們的溶解度與溫度的關(guān)系始終是負(fù)變化。使溶液呈過飽和狀態(tài)，從而析出結(jié)晶有四種手段第一種是冷卻；第二種是蒸發(fā)濃縮；第三種是絕熱蒸發(fā)；第四種是同離子效應(yīng)。絕熱蒸發(fā)是在真空條件下使較高溫度的溶液閃蒸，溶劑蒸出時(shí)也同時(shí)帶出潛熱，因而分離器內(nèi)的溫度下降，它兼有蒸發(fā)和冷卻的雙重效應(yīng)，從而產(chǎn)生過飽和，使大量可溶性和少量不可溶性的微細(xì)晶核形成共析，隨后大量可溶性微細(xì)晶體包容了少量的不溶性微細(xì)晶體，并互為晶核逐漸長(zhǎng)大使之變?yōu)榭扇苄园?。開車時(shí)加入溶垢媒劑，溶垢媒劑是大量的可溶性晶種，使料液中的垢組分隨溫度增高能以它為晶核析出變?yōu)榭扇苄浴?br> 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用新型蒸發(fā)器傳熱效率和蒸發(fā)速率較高，又在開車時(shí)添加了溶垢媒劑，解決了氯化鈣生產(chǎn)中Ⅰ效結(jié)疤問題，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)，為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)噸堿噸氯化鈣成為可能，也為氨堿廠治理污染提供了一種方法；2、本發(fā)明采用新型蒸發(fā)器，增大了換熱強(qiáng)度，提高了換熱系數(shù)，節(jié)能效果顯著，綜合能耗可降低20～40％；3、本發(fā)明采用低焓值熱能，節(jié)約能源，降低了產(chǎn)品成本；4、本發(fā)明采用真空蒸發(fā)，提高造水比可達(dá)1∶1.2～1.8；5、本發(fā)明投資少，工藝流程短，操作簡(jiǎn)便，蒸發(fā)強(qiáng)度大，節(jié)能效果明顯；6、本發(fā)明可在鹽化工、海水淡化、制糖、造紙等有CaSo4結(jié)疤工藝中使用，特別適用于氨堿廠新建或擴(kuò)建氯化鈣項(xiàng)目。
附圖的圖面說明如下

圖1是本發(fā)明蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖及單效蒸發(fā)工藝流程圖；圖2是本發(fā)明采用雙單效蒸發(fā)工藝流程圖；圖3是本發(fā)明采用順流和平流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝流程圖；圖4是本發(fā)明采用預(yù)混并流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝流程圖；圖5是本發(fā)明采用逆流加熱并流閃發(fā)的多效蒸發(fā)工藝流程圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1波紋列管式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，預(yù)熱器(1)通過管路連接加熱室(2)，加熱室分別通過上、下循環(huán)管(3)和(4)連接分離室(5)，分離室通過管路連接冷凝器(6)，下循環(huán)管上裝著循環(huán)泵(7)，出液管上裝著出液泵(9)，蒸發(fā)器的加熱室用鈦材或不銹鋼材制作，上循環(huán)管(3)為由細(xì)變粗的變徑管構(gòu)成的倒U形管，下循環(huán)管的一端(循環(huán)液出口S8)從分離室的中心部位引出，原料液的進(jìn)液口設(shè)在上循環(huán)管的倒U形管下行側(cè)JS1處和下循環(huán)管(4)的下行段上部JS2處，分離室上部裝著除沫器(8)，分離室下部為旋液分離器式結(jié)構(gòu)，分離室的底部設(shè)有完成液出口S9，完成液出口上裝著出液管。上循環(huán)管(3)的U形管頂部距加熱室的出口S5處4.5m，上循環(huán)管(3)的倒U形管粗細(xì)直徑比為2∶1，分離室進(jìn)液口S7的中心距分離室上部的除沫器3.5m，進(jìn)液口以下容積是系統(tǒng)容積的80％，蒸發(fā)器的換熱面積約為175m2。
采用單效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝流程如圖1所示①0.15Mpa的低焓值蒸汽從蒸發(fā)器加熱室(2)的S3口進(jìn)入加熱室的汽側(cè)，冷凝水從加熱室(2)的S4口流出；②經(jīng)預(yù)熱器(1)預(yù)熱至85℃、含氯化鈣濃度為9.5％的原料液自上循環(huán)管(3)的倒U形管頂部下行側(cè)JS1處加入，經(jīng)上循環(huán)管(3)沖洗管內(nèi)析出物沿分離室的切線方向進(jìn)入分離室(5)閃發(fā)；③從分離室中心部位S8口引出的循環(huán)料液經(jīng)下循環(huán)管(4)用循環(huán)泵(7)從加熱室(2)的S6口打入加熱室的液側(cè)，經(jīng)加熱室換熱后從S5口流出，沿上循環(huán)管(3)經(jīng)U形管細(xì)段上行，再經(jīng)變徑后至粗段下行進(jìn)入蒸發(fā)器分離室(5)閃發(fā)，料液的循環(huán)速度為2.5m/s，循環(huán)量為500m3/h；④開車時(shí)向蒸發(fā)系統(tǒng)加入料液的同時(shí)向系統(tǒng)加入除鹽工序的副產(chǎn)品鹽和濾液做溶垢媒劑；⑤料液在分離室內(nèi)經(jīng)閃發(fā)后的蒸汽經(jīng)頂部的除沫器(8)從出口S10進(jìn)入冷凝器(6)，蒸汽遇從S11口進(jìn)入的循環(huán)水(用細(xì)虛線表示，全文同)冷凝體積迅速縮小，使分離室內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，即進(jìn)行真空蒸發(fā)(絕熱蒸發(fā))，真空度為0.075Mpa，冷凝水從S12口流出；⑥經(jīng)閃發(fā)后的完成液從分離室底部的S9口流出，再由出液泵(9)送至除鹽系統(tǒng)。
取部分完成液測(cè)試，出液溫度為75℃，出液濃度為45％。
實(shí)施例2采用雙單效蒸發(fā)工藝。
蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
采用雙單效絕熱蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝流程如圖2所示即低焓值蒸汽從蒸發(fā)器加熱室(16)的汽側(cè)進(jìn)入加熱室，從原料液儲(chǔ)桶(10)流出的原料液由原料液泵(11)打入上循環(huán)管U形管側(cè)入口處進(jìn)入分離室(12)閃發(fā)，從分離室中心部位引出的循環(huán)液經(jīng)循環(huán)泵(13)打入加熱室(16)，從分離室底部流出的完成液經(jīng)出液泵(14)打入除鹽系統(tǒng)(17)。經(jīng)單效絕熱蒸發(fā)到除鹽系統(tǒng)(17)經(jīng)除鹽后的鈣液再經(jīng)鈣液泵(18)打入預(yù)熱器(19)預(yù)熱后，再進(jìn)入第二個(gè)單效蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即低焓值蒸汽從第二個(gè)單效蒸發(fā)器加熱室(20)的汽側(cè)進(jìn)入，經(jīng)預(yù)熱后的鈣液由循環(huán)泵(22)打入加熱室(20)的液側(cè)，加熱后經(jīng)上循環(huán)管進(jìn)入分離室(21)進(jìn)行閃發(fā)，從分離室流出的循環(huán)液經(jīng)下循環(huán)管由循環(huán)泵(22)打入加熱室循環(huán)加熱，從分離室中流出的蒸汽在冷凝器(23)內(nèi)遇循環(huán)水后冷凝流出，完成液從分離室(21)的底部流出，經(jīng)出液泵(73)送至后工序。料液的循環(huán)速度為2.5m/s，循環(huán)量為300m3/h。
取部分完成液測(cè)試，出液溫度為115℃，出液濃度為50％。
實(shí)施例3采用順流和平流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝。
蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
順流和平流相結(jié)合的多效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝流程如圖3所示開車時(shí)在Ⅰ效蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)加入除鹽工序的副產(chǎn)品鹽做溶垢媒劑。經(jīng)預(yù)熱后濃度為10％、溫度為80℃的原料液同時(shí)從Ⅰ效泵(24)的上部和Ⅱ效上循環(huán)管下行側(cè)進(jìn)入，經(jīng)Ⅰ效分離室(25)閃發(fā)后的完成液和原料液混合后由Ⅰ效泵(24)分別打入Ⅰ效加熱室(26)和Ⅱ效分離室(27)，從Ⅱ效分離室流出的循環(huán)液由Ⅱ效泵(28)打入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室(29)，經(jīng)加熱在上循環(huán)管與原料液混合后流入Ⅱ效分離室(27)，經(jīng)Ⅱ效分離室閃發(fā)后的完成液經(jīng)出液泵(30)打入除鹽系統(tǒng)(31)。0.6Mpa的低焓值蒸汽從Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室(26)進(jìn)入，Ⅰ效蒸發(fā)器分離室(25)流出的0.12Mpa蒸汽進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室(29)，Ⅱ效分離室(27)流出的蒸汽在Ⅱ效冷凝器(32)冷凝，加熱室的冷凝水分別流入各效的疏水器；除鹽后的高鈣鹵水再經(jīng)鈣液泵(33)打入預(yù)熱器(34)預(yù)熱后，再進(jìn)入第三段蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即經(jīng)預(yù)熱后的鈣液經(jīng)循環(huán)泵(38)打入第三段蒸發(fā)器加熱室(35)加熱，經(jīng)加熱的鈣液進(jìn)入分離室(36)進(jìn)行閃發(fā)，流出的蒸汽在三段冷凝器(37)冷凝，從分離室(36)底部流出的循環(huán)液經(jīng)循環(huán)泵(38)再打入加熱室(35)循環(huán)加熱，完成液從分離室(36)底部流出送至后工序。
料液的循環(huán)速度為4m/s，循環(huán)量為800m3/h。
取部分完成液測(cè)試，出液溫度為120℃，出液濃度為55％。
實(shí)施例4采用預(yù)混并流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝。
蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
采用預(yù)混并流相結(jié)合的多效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38～58％氯化鈣液的工藝流程如圖4所示原料液和Ⅱ效濃度為38°～45°Be′的含鹽鈣液在原料液儲(chǔ)桶(39)內(nèi)預(yù)混合至26°～30°Be′，用料液泵(40)送入Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室(41)循環(huán)加熱，在Ⅰ效蒸發(fā)器分離室(42)內(nèi)閃發(fā)到30°～36°Be′，再用Ⅰ效泵(43)送入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室(44)，在Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室內(nèi)循環(huán)加熱，循環(huán)液用Ⅱ效泵(45)打入加熱室(44)循環(huán)加熱，在Ⅱ效蒸發(fā)器分離室(46)內(nèi)閃發(fā)濃縮到38°～45°Be′，用Ⅱ效出液泵(47)送至除鹽系統(tǒng)(48)，從Ⅰ效分離室(42)內(nèi)流出的蒸汽進(jìn)Ⅱ效加熱室(44)，從Ⅱ效分離室(46)內(nèi)流出的蒸汽在Ⅱ效冷凝器(49)內(nèi)冷凝。除鹽系統(tǒng)(48)里的一部分濃縮液再返回原料液儲(chǔ)桶(39)與原料液預(yù)混，另一部分鈣液經(jīng)預(yù)熱泵(50)打入預(yù)熱器(51)，經(jīng)預(yù)熱的鈣液由循環(huán)泵(54)送入三段蒸發(fā)器加熱室(52)加熱后進(jìn)入三段蒸發(fā)器分離室(53)閃發(fā)，循環(huán)液用三段泵(54)打入加熱室(52)循環(huán)加熱，從三段分離室(53)內(nèi)流出的蒸汽在三段冷凝器(55)內(nèi)冷凝。從分離室(53)底部流出的完成液送至后工序。
料液的循環(huán)速度為3m/s，循環(huán)量為400m3/h。
取部分完成液測(cè)試，出液溫度為80℃，出液濃度為50％。
實(shí)施例5采用逆流加料并流閃發(fā)的多效蒸發(fā)工藝。
蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
采用逆流加料并流閃發(fā)的多效蒸發(fā)連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝流程如圖5所示開車時(shí)在Ⅱ效蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)加入除鹽工序的副產(chǎn)品濾液做溶垢媒劑。原料液從Ⅱ效上循環(huán)管下行側(cè)進(jìn)入Ⅱ效分離室(56)負(fù)壓蒸發(fā)至38°～45°Be′、溫度50～90℃，用循環(huán)泵(57)將一部分循環(huán)液送入Ⅱ效加熱室(60)加熱，一部分循環(huán)液再經(jīng)Ⅰ效泵(58)送入Ⅰ效加熱室(59)加熱，在Ⅰ效分離室(61)內(nèi)閃發(fā)到38°～45°Be′、溫度130～145℃，由Ⅰ效出液泵(62)將合格液送至Ⅱ效分離室(56)閃發(fā)，Ⅱ效的完成液40°～45°Be′由出液泵(63)送至除鹽系統(tǒng)(64)，Ⅱ效分離室(56)流出的蒸汽在Ⅱ效混合冷凝器(65)內(nèi)冷凝。Ⅰ效加熱室必須送0.9 Mpa或過熱蒸汽，二次汽進(jìn)鈣液預(yù)熱器(68)且壓力必須控制在0.08～0.12Mpa以下，為平衡生產(chǎn)用汽，Ⅰ效加熱室(59)經(jīng)疏水器、閃發(fā)器(66)進(jìn)Ⅱ效加熱室(60)，壓力控制在0.15～0.25Mpa。除鹽后的鈣液經(jīng)鈣液泵(67)打入預(yù)熱器(68)，經(jīng)預(yù)熱后的鈣液由循環(huán)泵(69)送至三段蒸發(fā)器加熱室(70)加熱，加熱后的鈣液進(jìn)入三段蒸發(fā)器分離室(71)閃發(fā)，從分離室(71)流出的蒸汽在三段冷凝器(72)內(nèi)冷凝，完成液一部分再由循環(huán)泵(69)送至加熱室(70)加熱，一部分送至后工序。
Ⅰ效料液的循環(huán)速度為4.5m/s，循環(huán)量為1550m3/h。
取部分完成液測(cè)試，出液溫度為140℃，出液濃度為58％。
權(quán)利要求
1.一種新型蒸發(fā)器，其結(jié)構(gòu)是預(yù)熱器(1)通過管路連接加熱室(2)，加熱室分別通過上、下循環(huán)管(3)和(4)連接分離室(5)，分離室通過管路連接冷凝器(6)，下循環(huán)管上裝著循環(huán)泵(7)，出液管上裝著出液泵(9)，其特征在于蒸發(fā)器的加熱室傳熱部分用鈦材或不銹鋼薄壁波紋管或薄板材制作，上循環(huán)管(3)為由細(xì)變粗的變徑管構(gòu)成的倒U形管，下循環(huán)管的一端(循環(huán)液出口S8)從分離室的中心部位引出，原料液的進(jìn)液口設(shè)在上循環(huán)管的倒U形管下行側(cè)JS1處和下循環(huán)管(4)的下行段上部JS2處，分離室上部裝著除沫器，分離室下部為旋液分離器式結(jié)構(gòu)，分離室的底部設(shè)有完成液出口，完成液出口上裝著出液管。
2.按照權(quán)利要求1所說的蒸發(fā)器，其特征在于上循環(huán)管(3)的U形管頂部距加熱室的出口S5處1～9m，上循環(huán)管(3)的U形管粗細(xì)直徑比為1.5～2.5∶1，分離室進(jìn)液口S7距分離室上部的除沫器1.8～6.5m，進(jìn)液口以下容積是循環(huán)系統(tǒng)容積的55～95％，分離室容積比普通分離室大1.5～2倍，蒸發(fā)器的換熱面積約為135～155m2/萬噸氯化鈣。
3.采用權(quán)利要求1所說的新型蒸發(fā)器連續(xù)生產(chǎn)38％～58％氯化鈣液的工藝，其特征在于采用低焓值蒸汽進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)以及特殊的進(jìn)液流程，其工藝流程如下①0.08～0.9Mpa的低焓值蒸汽(用細(xì)實(shí)線表示，全文同)從蒸發(fā)器加熱室(2)的S3口進(jìn)入加熱室的汽側(cè)，冷凝水(用細(xì)點(diǎn)畫線表示，全文同)從加熱室(2)的S4口流出；②預(yù)熱溫度在85℃以上、含氯化鈣濃度為8～30％的原料液(用粗實(shí)線表示，全文同)自上循環(huán)管(3)的倒U形管頂部下行側(cè)JS1處加入，經(jīng)上循環(huán)管(3)沖洗管內(nèi)析出物沿分離室切線方向進(jìn)入分離室(5)內(nèi)閃發(fā)，原料液的預(yù)熱溫度低于85℃時(shí)從下循環(huán)管(4)的下行段上部進(jìn)液口JS2處加入，經(jīng)下循環(huán)管進(jìn)入加熱室加熱后再進(jìn)入分離室(5)內(nèi)閃發(fā)；③從分離室中心部位引出的循環(huán)料液(用粗虛線表示，全文同)用循環(huán)泵(7)從加熱室(2)的S6口打入加熱室的液側(cè)，經(jīng)加熱室換熱后從S5口流出，沿上循環(huán)管(3)經(jīng)U形管細(xì)段上行，再經(jīng)變徑后至粗段下行進(jìn)入蒸發(fā)器分離室(5)閃發(fā)，料液的循環(huán)速度為2～5m/s，循環(huán)量為30～1650m3/h；④開車時(shí)向蒸發(fā)系統(tǒng)加入料液的同時(shí)向系統(tǒng)加入溶垢媒劑，溶垢媒劑是除鹽工序的副產(chǎn)品鹽和濾液或其混合物約38°～45°Be′的Ⅱ效完成液；⑤料液在分離室內(nèi)經(jīng)閃發(fā)后的蒸汽(用點(diǎn)積線表示，全文同)經(jīng)頂部的除沫器(8)進(jìn)入冷凝器(6)，蒸汽遇循環(huán)水(用細(xì)虛線表示，全文同)冷凝體積迅速縮小，使分離室內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，即進(jìn)行真空蒸發(fā)(絕熱蒸發(fā))，真空度為0.05～0.095Mpa；⑥經(jīng)閃發(fā)后的完成液(用粗點(diǎn)畫線表示，全文同)從分離室底部的S9口流出，再由出液泵(9)送至除鹽系統(tǒng)，出液溫度為73～150℃，出液濃度為38～58％。
4.按照權(quán)利要求3所說的工藝，其特征在于采用單效絕熱蒸發(fā)，即低焓值蒸汽從加熱室(2)的S3口進(jìn)入加熱室的汽側(cè)，冷凝水從加熱室(2)的S4口流出，原料液自上循環(huán)管JS1處或下循環(huán)管JS2處加入，經(jīng)加熱蒸發(fā)后進(jìn)入分離室(5)閃發(fā)，經(jīng)閃發(fā)后的完成液從分離室底部的S9口流出，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
5.按照權(quán)利要求3所說的工藝，其特征在于采用雙單效絕熱蒸發(fā)，即經(jīng)單效絕熱蒸發(fā)的完成液到除鹽系統(tǒng)將鹽和鈣液分離，鈣液再經(jīng)鈣液泵打入預(yù)熱器預(yù)熱后，再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
6.按照權(quán)利要求3所說的工藝，其特征在于采用順流和平流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝，即經(jīng)預(yù)熱后濃度為8～30％、溫度為50～90℃的原料液同時(shí)從Ⅰ效泵的上部和Ⅱ效上循環(huán)管下行側(cè)進(jìn)入，經(jīng)Ⅰ效分離室閃發(fā)后的完成液和原料液混合后由Ⅰ效泵分別打入Ⅰ效加熱室和Ⅱ效分離室，從Ⅱ效分離室流出的循環(huán)液由Ⅱ效泵打入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室，經(jīng)加熱在上循環(huán)管與原料液混合后流入Ⅱ效分離室，經(jīng)Ⅱ效分離室閃發(fā)后的完成液經(jīng)出液泵打入除鹽系統(tǒng)，0.08～0.9Mpa的低焓值蒸汽(用細(xì)實(shí)線表示)從Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室進(jìn)入，Ⅰ效蒸發(fā)器分離室流出的蒸汽進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室，Ⅱ效分離室流出的蒸汽在Ⅱ效混合冷凝器冷凝，加熱室的冷凝水分別流入各效的疏水器；除鹽后的高鈣鹵水再經(jīng)鈣液泵打入預(yù)熱器預(yù)熱后，再進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行一次單效絕熱蒸發(fā)，即可生產(chǎn)出濃度為38～58％的氯化鈣液。
7.按照權(quán)利要求1所說的工藝，其特征在于采用預(yù)混并流相結(jié)合的多效蒸發(fā)工藝，即原料液和Ⅱ效濃度為38°～45°Be′的含鹽鈣液在清液儲(chǔ)桶內(nèi)預(yù)混合至26°～30°Be′，用原料液泵送入Ⅰ效蒸發(fā)器循環(huán)加熱到30°～36°Be′，再用Ⅰ效泵送入Ⅱ效蒸發(fā)器，在Ⅱ效蒸發(fā)器內(nèi)循環(huán)加熱濃縮到38°～45°Be′，用Ⅱ效出液泵送至除鹽系統(tǒng)，除鹽系統(tǒng)里的一部分濃縮液再返回原料液儲(chǔ)桶與原料液預(yù)混，另一部分高鈣鹵水經(jīng)預(yù)熱器再送入三段蒸發(fā)器加熱濃縮到48～58％，完成液送至后工序。
8.按照權(quán)利要求1所說的工藝，其特征在于采用逆流加料并流閃發(fā)的多效蒸發(fā)工藝，即原料液進(jìn)入Ⅱ效分離室負(fù)壓蒸發(fā)至38°～45°Be′、溫度50～90℃，用循環(huán)泵將一部分循環(huán)液送入Ⅰ效加熱蒸發(fā)到38°～45°Be′、溫度120～145℃，Ⅰ效出液泵將合格液送至Ⅱ效分離室閃發(fā)，Ⅱ效的完成液40°～45°Be′送至除鹽系統(tǒng)，Ⅰ效加熱器必須送0.3～0.9Mpa或過熱蒸汽，二次汽進(jìn)鈣液預(yù)熱器且壓力必須控制在0.08Mpa以下，為平衡生產(chǎn)用汽，Ⅰ效加熱器經(jīng)疏水器、閃發(fā)器進(jìn)Ⅱ效加熱室，壓力控制在0.15～0.3Mpa，除鹽后的高鈣鹵水經(jīng)預(yù)熱器后送至三段蒸發(fā)器加熱濃縮到48～58％，完成液送至后工序。
全文摘要
一種新型蒸發(fā)器及用其連續(xù)生產(chǎn)38～58%氯化鈣液的工藝,其流程是采用低焓值蒸汽強(qiáng)制循環(huán)及特殊進(jìn)液方式多效蒸發(fā)。加熱室換熱部分用鈦材或不銹鋼材制作,上循環(huán)管的倒U形管是變徑管,循環(huán)液出口從分離室的中心部位引出,原料液進(jìn)口在上循環(huán)管倒U形管下行側(cè)和下循環(huán)管下行段上部,分離室進(jìn)液口距除沫器1.8～6.5m,進(jìn)液口以下容積是系統(tǒng)容積的55～95%,完成液出口在分離室的底部。本發(fā)明投資少,流程短,操作簡(jiǎn)便,節(jié)能效果好。適用于氨堿廠、鹽化工、造紙等有CaSo
文檔編號(hào)B01D1/00GK1319449SQ0110900
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者岳中洲 申請(qǐng)人:岳中洲